Mehr als nur eine Lungenentzündung: Das neue Coronavirus kann zahlreiche Organe und Gewebe schwer schädigen

Die Geschichte geht weiter und wir sind immer noch dabei, das neue Coronavirus zu erforschen. Wir arbeiten hart daran, Probleme zu verstehen und zu lösen, und stoßen ständig auf neue Probleme.

Zusammengestellt von | Schwester Xian

Ende 2019 breitete sich im chinesischen Wuhan eine schlimme Lungenentzündung unbekannter Ursache rasant aus. Zu dieser Zeit waren die Krankenhausbetten mit immer mehr Patienten belegt, die Beatmungsgeräte benötigten. Experten gingen zunächst davon aus, dass es sich um eine einfache Lungenerkrankung handele.

Als Monate später die erste Welle der Coronavirus-Pandemie die Ostküste der USA erreichte, erwarteten die Ärzte, dass die Patienten vor allem unter Atemproblemen leiden würden und in schweren Fällen Beatmungsgeräte erforderlich sein würden.

Doch Haytham Kaafarani von der Harvard Medical School, Unfallchirurg und Intensivmediziner am Massachusetts General Hospital, und seine Kollegen stellten einen unerwarteten Anstieg der Zahl von COVID-19-Patienten fest, die an Darmkomplikationen litten, darunter Übelkeit, Appetitlosigkeit und sogar schwere Darmverschlüsse, die oft eine Konsultation mit einem Magen-Darm-Chirurgen erforderlich machten.

Bisher haben sich weltweit mehr als 100 Millionen Menschen mit dem neuen Coronavirus infiziert, und die Zahl steigt weiter an. Unter ihnen liegt die Zahl der Todesfälle aufgrund von Lungenschädigungen bei über drei Millionen. Die große Zahl der Infizierten zeigt jedoch, dass das Virus weit mehr schädigt als nur die Atemwege. Es kann auch systemische Symptome wie Kopfschmerzen und Durchfall verursachen. Heute können wir uns einer Sache sicher sein: Eine COVID-19-Infektion hat extrapulmonale Symptome und das neue Coronavirus verursacht weitreichende Schäden über die Lunge hinaus – das wussten wir vor über einem Jahr noch nicht. In den letzten anderthalb Jahren haben Forscher auf der ganzen Welt eine Vielzahl von Symptomen im Blut, Herzen, den Nieren, dem Darm, dem Gehirn und vielen anderen Körperteilen infizierter Menschen entdeckt. Einige Studien haben gezeigt, dass bei fast einem Drittel der mit dem neuen Coronavirus infizierten Personen extrapulmonale Symptome auftreten, und bei schwerkranken Patienten kann dieser Anteil mehr als zwei Drittel betragen.

Patientenuntersuchungen, Autopsieuntersuchungen und Experimente an menschlichen Zellen und Geweben geben nicht nur Aufschluss darüber, wie das Coronavirus den Körper schädigt, sondern liefern auch Hinweise auf die Mechanismen, durch die diese Komplikationen entstehen können. Einzelzellsequenzierungsanalysen zeigten, dass die auf der Zelloberfläche weit verbreiteten Rezeptoren ACE2 und TMPRSS2 dem neuen Coronavirus dabei helfen, in menschliche Zellen einzudringen. Mithilfe der PCR-Technologie wurde festgestellt, dass die neue Coronavirus-RNA in mehreren Geweben vorhanden ist. Dies deutet darauf hin, dass das Virus möglicherweise Zellen außerhalb des Atmungssystems infiziert hat, obwohl der direkte Beweis für eine solche Infektion noch fehlt. Eine weitere mögliche Ursache für systemische Komplikationen ist eine unkontrollierte Immunreaktion und eine durch eine Infektion verursachte Blutgerinnung. (Abbildung 1)

Abbildung 1. Die Auswirkungen des neuen Coronavirus auf Organe und Gewebe im gesamten Körper. (Zum Vergrößern anklicken)

Gerinnungskrise

Blutgerinnsel, große und kleine, sind eine der häufigsten Komplikationen von COVID-19. Zu Beginn des Ausbruchs zeigten Berichte von Intensivpatienten aus Ländern wie China, Frankreich und Italien, dass es zu Verstopfungen großer Blutgefäße in der Lunge und den Beinen kam. Einige Studien lassen darauf schließen, dass bei fast der Hälfte aller Schwerstkranken letztendlich Blutgerinnsel entstehen. Spätere Studien ergaben, dass sich bei vielen COVID-19-Patienten auch Blutgerinnsel in den kleinen Arterien und Kapillaren der Lunge sowie in den Blutgefäßen anderer Organe wie Herz, Nieren, Gehirn und Leber bildeten. Darüber hinaus stellten die Forscher bei Patienten mit schwerem COVID-19 hohe Konzentrationen von D-Dimer fest, einem Proteinfragment, das auf das Vorhandensein von Blutgerinnseln hinweist.

Die Ursache der Thrombose ist derzeit unklar. Hanny Al-Samkari, Hämatologin am Massachusetts General Hospital und Assistenzprofessorin an der Harvard Medical School, wies darauf hin, dass Forscher anhand von Patientenproben einige Hinweise darauf gefunden hätten, dass das neue Coronavirus vaskuläre Endothelzellen und Blutplättchen (beides Bestandteile der Blutgerinnung) über den ACE2-Rezeptor auf der Zelloberfläche direkt infizieren könnte. Der Gerinnungsprozess kann jedoch auch durch eine fehlangepasste und unkontrollierte Immunreaktion verursacht werden. Kurz gesagt: Eine Thrombose ist kein einmaliges Ereignis.

Darüber hinaus ist eine COVID-19-Infektion vor allem durch eine Schädigung des Gefäßsystems gekennzeichnet, sei es durch eine direkte Viruseinwirkung oder durch eine Entzündung. Die daraus resultierende Gefäßfunktionsstörung (Endotheliopathie genannt) kann zur Blutgerinnung führen. Studien an verschiedenen vom neuen Coronavirus betroffenen Organen haben zudem ergeben, dass Endothelläsionen die Hauptmanifestation der neuen Coronavirus-Erkrankung darstellen. So weisen die Herzen infizierter Personen beispielsweise Kardinalsymptome einer Vaskulitis sowie einer Schädigung und Funktionsstörung der Endothelzellen auf.

Da immer mehr COVID-19-Patienten unter Blutgerinnungsproblemen leiden, starten Forscher klinische Studien, um die Wirksamkeit von Blutverdünnern als Behandlung zu untersuchen. Eine internationale Zusammenarbeit hat drei solcher Studien initiiert: REMAP-CAP, ACTIV-4 und ATTACC. Die bisher erzielten Ergebnisse haben jedoch alle überrascht. Die Leute neigen dazu zu denken, dass Blutung und Gerinnung sich ergänzen und in einer Entweder-oder-Beziehung stehen, aber das ist nicht der Fall. Die Zwischenergebnisse der Studie (die noch nicht von Experten begutachtete Daten von über 1.000 Patienten aus 300 Krankenhäusern weltweit umfassen) zeigen, dass Blutverdünner die Wahrscheinlichkeit massiver Blutungen bei schwer erkrankten COVID-19-Patienten erhöhen und so zu schlechteren Ergebnissen führen können. Gleichzeitig kann es jedoch Komplikationen bei mittelschwer erkrankten Patienten (im Krankenhaus, aber nicht auf der Intensivstation) reduzieren. Dies deutet darauf hin, dass zumindest bei leichteren COVID-19-Verläufen die Vorbeugung von Blutgerinnseln dazu beitragen kann, schwerwiegendere Probleme zu verhindern. Allerdings gibt es einen Schwellenwert, ab dem die Einnahme von Blutverdünnern, wenn die Blutgefäße eines Patienten bereits beschädigt und mit Gerinnseln gefüllt sind, eher zu Blutungen führt und lebensbedrohlich ist. Natürlich lässt die Beobachtung, dass Blutverdünner eine Verschlimmerung leichter COVID-19-Fälle verhindern können, auch in gewissem Maße darauf schließen, dass ein wichtiger Krankheitsmechanismus des neuen Coronavirus mit der Blutgerinnung zusammenhängen könnte.

Nierenschäden

Der Zusammenhang zwischen COVID-19 und der Nierenfunktion erregte bereits zu Beginn der Pandemie Aufmerksamkeit. Als auf den Intensivstationen weltweit der Platz knapp wurde, zeigten Berichte aus aller Welt bald, dass bei Patienten mit chronischer Nierenerkrankung und solchen, die eine Dialyse oder Nierentransplantation benötigen, das Risiko einer Verschlechterung ihres Zustands und des Todes durch das Coronavirus höher war.

Ärzte haben außerdem festgestellt, dass akutes Nierenversagen eine schwerwiegende Komplikation bei Patienten mit schwerem COVID-19-Verlauf darstellt, selbst bei Patienten ohne Nierenerkrankung in der Vorgeschichte. Einige frühe Beobachtungsstudien berichteten, dass bis zu zwei Drittel der hospitalisierten COVID-19-Patienten nierenbedingte Komplikationen entwickelten, wobei die meisten von ihnen leichte bis mittelschwere Symptome aufwiesen (übermäßige Proteinwerte im Blut oder Urin weisen auf eine Nierenschädigung hin). Bei manchen Patienten kommt es jedoch zu schweren Nierenschäden, sodass eine Dialyse erforderlich ist. in anderen Fällen ist die Wahrscheinlichkeit des Todes erhöht.

Derzeit untersuchen Wissenschaftler noch den Mechanismus, durch den das neue Coronavirus die Nieren befällt. Der Autopsiebericht zeigte Anzeichen von Blutgerinnseln, Entzündungen und viraler RNA in den Nierentubuli des Patienten (einer Nierenstruktur, die überschüssige Flüssigkeit, Salze und andere Abfallprodukte aus dem Körper entfernt). In anderen Studien wurde das Spike-Protein des Coronavirus im Urin von Patienten nachgewiesen, was darauf hindeutet, dass das Virus die Zellen der Harnwege direkt infizieren könnte. Natürlich handelt es sich hierbei noch um vorläufige Beweise, und Professor Annette Bruchfeld, Nephrologin an der Universität Linköping und dem Karolinska-Institut in Schweden, glaubt, dass direkte und indirekte Auswirkungen des Virus mit Anfälligkeitsfaktoren wie der Genetik zusammenwirken werden.

Es ist noch nicht klar, ob sich Nierenkomplikationen im Zusammenhang mit COVID-19 zu chronischen Erkrankungen entwickeln. Obwohl diese Komplikationen zum Tod führen können, bedeutet das nicht, dass Sie, wenn Sie überleben, definitiv ein chronischer Dialysepatient werden. Welche Langzeitfolgen eine gleichzeitige Nierenschädigung haben kann, ist noch nicht bekannt.

Gastrointestinale Komplikationen

Bereits in den ersten Monaten der Pandemie erkannten Ärzte erste Anzeichen dafür, dass COVID-19 den Darm schädigen könnte. Eine frühe Metaanalyse (eine Forschungsmethode, bei der frühere Forschungsergebnisse systematisch quantitativ ausgewertet werden) von Daten von mehr als 4.000 Patienten (hauptsächlich aus China) ergab, dass die Gesamtinzidenz gastrointestinaler Symptome – darunter Appetitlosigkeit, Durchfall und Übelkeit – bei etwa 17 % lag und dass gastrointestinale Probleme bei Patienten mit schwerem COVID-19 häufiger aufzutreten schienen.

Kaafarani und Kollegen am Massachusetts General Hospital bemerkten im vergangenen Frühjahr erstmals einen Anstieg der Zahl der COVID-19-Patienten mit diesen Komplikationen. Sie leiteten umgehend eine Studie ein, um zu ermitteln, ob es sich bei diesem Trend um eine einmalige Erscheinungsform von COVID-19 oder um eine allgemeine Reaktion auf eine schwere Erkrankung handelte. Zu diesem Zweck wählten sie COVID-19-Patienten aus, die im März und Mai 2020 auf die Intensivstation eingeliefert wurden, sowie Patienten, die wegen eines akuten Atemnotsyndroms (ARDS, eine Art von Atemversagen, das vor dem Ausbruch entdeckt wurde) ins Krankenhaus eingeliefert wurden, und verglichen die Rate der Darmprobleme bei beiden. Sie dokumentierten Symptome wie Darmverschluss und Darmverschluss sowie Probleme mit der Darmmotilität. Die Ergebnisse der Studie waren schockierend: Die Häufigkeit gastrointestinaler Komplikationen bei Patienten mit schwerem COVID-19 betrug 74 % und war damit fast doppelt so hoch wie bei ARDS-Patienten, die nicht mit dem neuen Coronavirus infiziert waren (37 %). Solche Ergebnisse haben die Forscher zunehmend zu der Annahme veranlasst, dass es möglicherweise besondere Gründe für Magen-Darm-Komplikationen bei COVID-19-Patienten gibt.

Wie wirkt sich das neue Coronavirus auf den Darm aus? Dies bleibt eine offene Frage. Einiges deutet jedoch darauf hin, dass eine direkte Auswirkung des Virus teilweise schuld sein könnte. Studien haben beispielsweise ergeben, dass die ACE2-Rezeptorwerte in den Magen-Darm-Zellen von COVID-19-Patienten häufig erhöht sind. Darüber hinaus haben Wissenschaftler Coronavirus-RNA im Stuhl und in Magen-Darm-Gewebeproben von Patienten gefunden.

Ob sich das neue Coronavirus im Magen-Darm-Trakt repliziert, muss noch bestätigt werden. Erwähnenswert ist jedoch, dass Wissenschaftler die Messenger-RNA (eine genetische Sequenz, die den Aufbau von Proteinen steuert) des neuen Coronavirus im Darm von Patienten mit dem neuen Coronavirus entdeckt haben, was zu beweisen scheint, dass sich das neue Coronavirus tatsächlich im Darm repliziert hat.

Laut Kaafarani zeigten vorläufige Untersuchungen des Magen-Darm-Gewebes von COVID-19-Patienten auch einige Anzeichen von Blutgerinnseln, insbesondere in den kleinen Blutgefäßen unterhalb des Darms, die den Blutfluss in die Darmarterien behindern könnten. Derzeit können sowohl die Gerinnung als auch direkte virale Effekte die Auswirkungen von COVID-19 auf den Magen-Darm-Trakt erklären. Ich bin überzeugt, dass Forscher in den nächsten Jahren die wahren Ursachen und Auswirkungen dahinter herausfinden werden.

Multiorganerkrankung

Studien haben gezeigt, dass das neue Coronavirus auch Auswirkungen auf andere Körperteile hat. Im Bereich des Herzens wird das neue Coronavirus beispielsweise mit Herzschäden und Herzversagen in Verbindung gebracht. Im Gehirn kann es Probleme wie Schlaganfall, Epilepsie und Sinnesstörungen verursachen. Darüber hinaus stellten die Forscher fest, dass auch Organe wie Augen, Ohren und Bauchspeicheldrüse von COVID-19-Patienten geschädigt waren.

Wie bei Problemen mit dem Gefäßsystem, den Nieren und dem Magen-Darm-Trakt ist noch nicht klar, ob diese Symptome auf eine direkte Infektion mit dem Coronavirus oder auf indirekte Auswirkungen wie Entzündungen oder Blutgerinnsel zurückzuführen sind. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass es bislang nur begrenzte Hinweise darauf gibt, dass die meisten Organe des Körpers außer der Lunge direkt vom neuen Coronavirus infiziert werden. Daher sind die meisten Schäden, die bei Patienten mit dem neuen Coronavirus auftreten, wahrscheinlich eher das Ergebnis der Infektion als die Wirkung des Virus selbst.

Im weiteren Verlauf der Forschung werden neue Erkenntnisse dazu beitragen, die Behandlung der verschiedenen Symptome von COVID-19 zu steuern – sowohl der akuten Phase der Infektion als auch der noch wenig erforschten Langzeitinfektion. Einige dieser Entdeckungen führten zu neuen Behandlungsmethoden, wie etwa den oben erwähnten Blutverdünnern, und die Richtlinien der Experten wurden entsprechend überarbeitet.

Dennoch bleiben viele Fragen unbeantwortet, insbesondere zu den Langzeitfolgen von COVID-19. Das ist das Frustrierende daran: Wir wissen noch lange nicht genug, um den Patienten langfristig helfen zu können – es gibt noch so viel, was wir nicht wissen.

Zusammengestellt aus:

https://www.the-scientist.com/infographics/infographic-the-havoc-sars-cov-2-wreaks-on-the-body-69111